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Shell 基本运算符（手把手讲解）
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前言
在 Shell 脚本编程中，运算符（Operators）是构建逻辑和执行计算的核心工具。无论是执行简单的算术运算，还是通过条件判断控制程序流程，运算符都如同“编程语言的齿轮”，驱动着脚本的高效运行。对于编程初学者而言，掌握 Shell 基本运算符不仅是入门的必经之路，更是编写复杂脚本的基石。本文将从零开始，逐步解析 Shell 中各类运算符的功能、使用场景及实际案例，帮助读者在理解中实践，在实践中巩固。
一、算术运算符：数学运算的“瑞士军刀”
算术运算符是 Shell 中最基础的运算符类型，主要用于数值计算。它们与数学中的运算符高度相似，但需注意 Shell 的语法限制。
1.1 基础算术运算符
| 运算符 | 说明 | 示例 | 结果 |
|---|---|---|---|
+ | 加法 | $(( 3 + 5 )) | 8 |
- | 减法 | $(( 10 - 2 )) | 8 |
* | 乘法 | $(( 4 * 2 )) | 8 |
/ | 除法（取整结果） | $(( 9 / 2 )) | 4 |
% | 取模（余数） | $(( 10 % 3 )) | 1 |
案例演示：
sum=$(( 5 + 3 ))
echo "5 + 3 = $sum" # 输出：8
remainder=$(( 17 % 5 ))
echo "17 除以 5 的余数是 $remainder" # 输出：2
形象比喻：
算术运算符就像厨房中的量杯和秤，帮助程序员精准地“称量”数值的大小，确保计算结果准确无误。
1.2 算术表达式语法
在 Shell 中，算术运算需通过 $(( )) 或 let 命令执行。例如：
result=$(( (3 + 5) * 2 ))
echo $result # 输出：16
let "total = 10 * 2 + 5"
echo $total # 输出：25
注意事项：
- 算术表达式中不可有空格（如
$(( 3 + 5 )会报错），但$(( (3+5) ))是允许的。 - 除法运算会自动取整，若需浮点运算需借助
bc工具。
二、关系运算符：条件判断的“裁判员”
关系运算符用于比较两个值，返回布尔结果（0 表示真，非零表示假）。它们常与 if 语句或 test 命令结合，控制程序的分支逻辑。
2.1 关系运算符列表
| 运算符 | 说明 | 示例（使用 test 命令） | 结果 |
|---|---|---|---|
-eq | 等于 | test 5 -eq 5 | 0 |
-ne | 不等于 | test 5 -ne 3 | 0 |
-gt | 大于 | test 10 -gt 7 | 0 |
-lt | 小于 | test 4 -lt 6 | 0 |
-ge | 大于等于 | test 8 -ge 8 | 0 |
-le | 小于等于 | test 3 -le 5 | 0 |
案例演示：
if [ 10 -eq 10 ]; then
echo "数值相等"
else
echo "数值不等"
fi
number=15
if [ $number -gt 10 ] && [ $number -lt 20 ]; then
echo "数值在 10 到 20 之间"
fi
形象比喻：
关系运算符如同裁判的哨声，根据比较结果给出“通过”或“不通过”的判决，帮助程序做出下一步决策。
2.2 逻辑运算符：条件组合的“交通指挥官”
逻辑运算符用于将多个条件组合，形成更复杂的判断逻辑。常见的逻辑运算符包括：
| 运算符 | 说明 | 示例（使用 test 命令） | 结果 |
|---|---|---|---|
&& | 与（两个条件都为真） | test 5 -gt 3 && test 2 -lt 4 | 0 |
|| | 或（至少一个条件为真） | test 1 -eq 0 || test 2 -eq 2 | 0 |
! | 非（反转结果） | ! test 3 -eq 3 | 1 |
案例演示：
if [ $age -gt 18 ] && [ $age -lt 60 ]; then
echo "属于成年人工作年龄"
fi
if [ $score -ge 90 ] || [ $score -le 60 ]; then
echo "成绩优异或需补考"
fi
注意事项：
在 test 命令中，逻辑运算符需与方括号 [ ] 配合使用，并确保每个条件表达式用单独的 [ ] 括起。
三、赋值运算符：变量操作的“快捷键”
赋值运算符简化了变量的更新操作，常用于循环或递增/递减场景。
3.1 赋值运算符列表
| 运算符 | 说明 | 示例（等效表达式） |
|---|---|---|
= | 直接赋值 | a=5 |
+= | 加后赋值 | a+=3 等效于 a=a+3 |
-= | 减后赋值 | a-=2 等效于 a=a-2 |
*= | 乘后赋值 | a*=4 等效于 a=a*4 |
/= | 除后赋值 | a/=2 等效于 a=a/2 |
案例演示：
counter=0
counter+=5
echo $counter # 输出：5
value=3
value*=2
echo $value # 输出：6
形象比喻：
赋值运算符如同自动售货机的“一键加币”按钮，让变量更新变得简洁高效。
四、条件运算符（?:）：三元表达式的“速记法”
条件运算符 ?: 是 Shell 中唯一一个三元运算符，用于在一行代码中实现条件判断和赋值。语法为：
条件 ? 表达式1 : 表达式2
若条件为真，则执行表达式1；否则执行表达式2。
4.1 应用场景
number=-5
result=$(( number > 0 ? number * 2 : number * 3 ))
echo $result # 输出：-15（因 number 为负，执行 number*3）
echo "输入的值是：$value"
value=$(( value > 100 ? 100 : value ))
echo "调整后的值：$value" # 若输入值超过 100，则强制设为 100
注意事项：
条件运算符需在 $(( )) 环境中使用，且优先级较高，建议用括号明确优先级。
五、实战案例：综合运用运算符构建脚本
通过一个实际案例，整合上述运算符的应用，展示 Shell 脚本的完整逻辑：
#!/bin/bash
if [ $# -ne 2 ]; then
echo "用法：$0 <数字1> <数字2>"
exit 1
fi
num1=$1
num2=$2
sum=$(( num1 + num2 ))
product=$(( num1 * num2 ))
max=$(( num1 > num2 ? num1 : num2 ))
echo "两数之和：$sum"
echo "两数之积：$product"
echo "较大数值：$max"
if [ $(( num1 % 2 )) -eq 0 ]; then
echo "$num1 是偶数"
else
echo "$num1 是奇数"
fi
运行示例：
$ ./calculator.sh 7 4
两数之和：11
两数之积：28
较大数值：7
7 是奇数
结论
通过本文对 Shell 基本运算符的系统解析，读者已掌握从基础算术到复杂条件组合的多种运算符用法。运算符不仅是 Shell 编程的“语法糖”，更是构建智能脚本的“逻辑引擎”。建议读者通过以下步骤巩固知识：
- 动手实践：编写包含多种运算符的脚本，观察输出结果。
- 结合案例：尝试将运算符应用于文件管理、系统监控等实际场景。
- 深入学习：探索
expr命令、位运算符等进阶内容，提升 Shell 脚本的灵活性。
掌握 Shell 基本运算符后，您将能够更自信地应对自动化任务挑战，让 Shell 脚本真正成为您的“生产力工具”。